Portland sement: varianter, egenskaper og anvendelse

Uorganiske bindemidler brukes til fremstilling av betong, som, når de blandes med vann, danner en deig løsning, som øker styrken ettersom den herdes. En rekke slike bindemiddelsammensetninger er Portland sement.

Portland sement blir ofte snakket om når det gjelder behovet for en holdbar og motstandsdyktig mot de negative effektene av miljøløsningen. Portland sement er en type sementbasert sementbindende bindemiddel.

Portland sement har en finmalte klinker, så vel som gips, som akselererer blandingen av blandingen. Avhengig av typen og merket av produktet, kan dets formel inneholde visse tilsetningsstoffer og urenheter.

Blandingen ble oppfunnet i 1824 av et amerikansk murverk, og skylder sitt navn til den eksterne likheten til kalkstenen i Portland, som ble malt i et av de engelske fylkene.

For å oppnå denne sammensetningen benyttes karbonat-bergarter (kalkstein, kritt, alumina og silika), samt marls (en blanding av karbonat-bergarter og leire, overgangsbestanden fra kalkstein til leire). Produksjonsprosessen begynner med forsiktig sliping av råmaterialer og blanding av det i visse proporsjoner. Det neste trinnet er avfyring av råmaterialer i ovner ved en temperatur på 1300-1400 ° С. Resultatet av reflow er et materiale som kalles klinker.

Klinkeren males igjen og blandes med gips. Hvis nødvendig, legg til andre elementer som øker ytelsen til det ferdige produktet. Denne blandingen overgår kvalitetskontrollen, og hvis den oppfyller de godkjente standardene, mottar den et overensstemmelsesattest.

Det finnes flere alternativer for steking av råvarer:

• våt. For det første skjer slipingen av komponentene, da leiren er gjennomvåt til fuktighetsindeksen når 70%. Deretter blander hun møller med kalkstein.

• tørr. Prosessen med sliping og tørking av blandingen skjer samtidig, noe som reduserer lønnskostnader og produksjonskostnader. Som et resultat av bearbeiding i møller mottar du pulverformige råvarer.

• kombinert. Denne teknologien kombinerer to typer produksjon - tørr og våt. Fuktinnholdet i råmaterialet stiger til 14%, hvoretter produktene er malt og tørket i spesielle møller.

Som allerede nevnt består Portland sement av klinker. I naturen er ferdige granulater ganske sjeldne, slik at klinkerflisene oppnås kunstig ved å blande og avfyre ​​karbon- og leireblandinger.

Den ferdige klinkeren blandes med gips, hvis innhold ikke i sammensetningen overstiger 5%. Det er introdusert for å sikre løsningen av løsningen i 45 minutter, noe som er nødvendig når du danner produkter eller utfører visse typer arbeid.

Sammensetningen og prosentandelen av komponentene i blandingen styres av GOST 10178 85 "Portland sement og slagg portland sement". Det er i samsvar med kravene i produksjonsgarantiene høye tekniske og operasjonelle egenskaper ved produktet.

For å gi Portland sement visse tekniske egenskaper, innføres minerale tilsetningsstoffer i blandingen, hvis innhold ikke overstiger 20-25%.

De mest populære er følgende:

• alumina øker settetiden for sement, men har lave styrkeindikatorer (mulig innhold i Portland sement er ikke mer enn 15%).
• aluminiumoksyd ferritt har samme egenskaper som forrige additiv, men innholdet i ferdigproduktet er redusert til 10-18%.
• bleker har en strikkeffekt, øker herdetiden, men overdreven innhold kan negativt påvirke sammensetningens styrkeegenskaper (tillatt innhold - ikke mer enn 15-37%).
• alite Det er mye brukt (prosentandelen kan nå 60%) i sammensetningene av høye karakterer, siden det sikrer rask herding.

Egenskaper for Portland sement bestemmes av sammensetningen. Hovedkriteriene ved hvilke kvaliteten på produktet vurderes er følgende:

• Innstillingsperiode. Spaltning av blandingen i samsvar med de tekniske kravene til dyrking skal skje etter 40-45 minutter. Den mineralogiske sammensetningen, finheten til sliping og temperaturen ved hvilket arbeid utføres er nettopp disse faktorene påvirker primært innstillingshastigheten til produktet.

• Vann etterspørsel. Under denne termen forstås mengden vann som kreves for å oppnå en tykk, egnet for arbeidet med sementpasta. Vanligvis bør fukten ikke overstige 25% av blandingen av blandingen. For å redusere den nødvendige mengde vann benyttes en sulfitt gjærbrygge eller myknere.

• Vann separasjon. Denne termen refererer til utvinning av vann i den ferdige løsningen, hvis forekomst skyldes sedimentering av tyngre sementpartikler. For å redusere denne figuren tillater mineral kosttilskudd.

• Frostmotstand - Produktets evne til å bære et visst antall sykluser med frysing og tining uten å miste ytelseskarakteristikkene.

• Korrosjonsbestandighet. Denne egenskapen er knyttet til finheten av blandingen og graden av porøsitet av den ferdige betongen.

• Varmespredning. Dette refererer til betongens evne til å frigjøre varme i prosessen med herding. Den hurtigvarmegivende sammensetningen er optimalisert ved å tilsette aktive mineralkomponenter til den.

Portland sement har høyere styrke egenskaper sammenlignet med andre typer sement, på grunn av egenskapene til sammensetningen. Noen tilsetningsstoffer kan reagere, endring av materialets tekniske egenskaper. Sistnevnte er knyttet til mekanisk stabilitet og driftskapasitet.

Vi kan ikke si at en av de tekniske egenskapene har høyere prioritet. For eksempel kan holdbar, men for langsomt størknet portland sement øke konstruksjonstiden. En kaldt motstandsdyktig, men korroderende sammensetning kan bare brukes til å løse et smalt rekke oppgaver.

I dag prøver produsentene å lage universelle formuleringer der egenskaper som er viktigst for sement er like uttalt.

Samtidig er det spesialiserte formuleringer som har et spesielt formål. Slike kan betraktes som pozzolanic portland sement, som har maksimal korrosjonsbestandighet og fuktmotstand, men heller lave styrkeverdier ved de første trinnene av arbeidet (i de første dagene av innstillingen).

Blant de tekniske egenskapene bør utheves:

• Spesifikke tyngdekraften produkt - 1100 kg / m³ for bulkblandinger, 1600 kg / m³ for komprimert.
• Slipefinhet i gjennomsnitt er det 40 mikron (bestemt av blandingens evne til å passere gjennom sikt nr. 008), som gir den nødvendige styrke av sementen og tiden det herdes, og påvirker også dens ytelse.
• Vannforbruk, bør det optimale innholdet av væske i sammensetningen ikke overstige 25-28%, siden denne indikatoren påvirker sammensetningens styrke (hvis det er et overskudd, skjer betongdelingen, med mangel på sprekker på ferdigproduktet).

• tetthet Avhenger av merkevaren og tilstedeværelsen av visse tilsetningsstoffer i sammensetningen. I løs tilstand har blandingen en tetthet på 1,1 t / m³, i komprimert tilstand - 1,5-1,7 t / m³.

• Innstillingens varighet Etter blanding med vann, overstiger det ikke 40-45 minutter. Ytterligere herding avhenger av sammensetningen og miljøforholdene (om vinteren prosessen bremser), men overstiger ikke 10-12 timer (målt ved hjelp av Vicat-enheten).
• Volumendring når det er frosset betyr det at sementkroppen reduseres i et volum på 0,5-1 mm / m i friluft og hevner den til 0,5 mm / m i vann. Et viktig poeng er ensartetheten av forandringer gjennom hele volumet av løsningen.

• Antikorrosiv stabilitet oppnås på grunn av innføring av hydroaktive materialer til sammensetningen, som forhindrer den kjemiske aktiviteten av salter, samt tilsetning av urenheter som reduserer betongens porøsitet.
• Oppbevaringstid er ikke mer enn 12 måneder, forutsatt at den originale emballasjen er bevart (3-4 lag, hermetisk forseglede papirposer), etter at 3 måneders oppbevaring går tapt, etter et år - opptil 40%. Det er mulig å returnere de tidligere kvaliteter til sement bare ved sekundær sliping.
• Kompresjonsstyrke. I samsvar med denne karakteristikken utmerker seg 4 klasser av styrke - 22,5; 42,5; 42,5; 52.5. Denne indikatoren er direkte relatert til innstillingshastigheten for løsningen.

Indikatorer for mekanisk styrke av Portland sement er ikke mindre enn 42,5 MPa ved 28 dager etter støping. Bestemmelsen utføres i laboratorieforhold på eksemplet av prøven. I samsvar med de oppnådde resultatene er sementen merket (for eksempel M 500). Koeffisienten angir dermed hvor mye trykk prøven er i stand til å motstå (målt i kg / cm³).

Indikatorer for styrke påvirker i sin tur innstillingen av løsningen (bestemt ved hjelp av en Vicat-nål).

Portland sement er en rekke sement, som oftest benyttes ved helling av betong. Den sistnevnte brukes i sin tur i monolittisk og armert betongkonstruksjon, i konstruksjon av gjenstander som øker styrkeegenskaper presenteres.

På grunn av tilstedeværelsen av klinkergranuler og andre tilsetningsstoffer har Portland sement en stor sikkerhetsmargin, har høyere frostmotstand, motstand mot aggressive medier. Det er gjør Portland sement et populært materiale i konstruksjonen av olje- og gassindustrien.

Spørsmålet om forskjellene mellom sement og portland sement er noe feil, siden sistnevnte er en sementtype. Sement er med andre ord et vanlig navn, Portland sement er et utvalg med et bestemt sett av styrke.

Det er mer logisk å gjøre forskjeller basert på sementets styrkestyrke. Så for eksempel Portland sement M 400 er dårligere i sin styrke for å semente M 600. Portland sement selv er nesten ikke å skille fra sement (i henhold til installasjonsmetoden, innstillingsteknologi, egenskaper ved bruk), forskjellen på en eller annen måte av særegne egenskaper skyldes tilstedeværelsen av tilsetningsstoffer.

Alle typer sement er delt inn i ikke-additiv og additiv. Bezobavochny-sammensetning inneholder ikke andre tilsetningsstoffer enn gips. det egnet for jordoverflate, underjordiske og undervannsobjekter av monolittisk natur, samt prefabrikkerte betong- og armert betongkonstruksjonersom opereres i fravær av et aggressivt miljø.

Tilstedeværelse av mineraltilskudd forbedrer de tekniske egenskapene til portland sement, takket være hvilke De kan brukes i aggressive forhold, med langvarig kontakt av strukturen med vann. Blant de vanligste tilsetningsstoffene av mineralsk opprinnelse er: storovnslagge, aktive mineraltilsetninger og naturlige aktive mineraltilskudd.

På grunn av innføringen av ett eller annet additiv, er det en forbedring i indikatorer som vannmotstand, korrosjonsmotstand, men deres tilstedeværelse bidrar til å redusere frostmotstand.

Avhengig av egenskapene til sammensetningen, er følgende typer Portland sement preget:

• Rask tørr. Herding av blandingen skjer allerede i de første 3 dagene av helling på grunn av slaggen og spesielle mineraler som er en del av den. Det er viktig at graden av sliping av blandingen var minimal. Tilgjengelig i M400 og M500. Bruken av denne sammensetningen gjør det mulig å redusere eksponeringstiden for blandingen i formen og øke tempoet i byggearbeidet betydelig.

• Normal herding. Det inneholder ikke spesielle tilsetningsstoffer, ikke så kresne om graden av sliping av blandingen. Tilgjengelig i henhold til GOST 31108-2003.

• hydrofobe varianten er preget av evnen til å absorbere fuktighet og redusert innstillingstid. Lignende egenskaper leveres av syrene som kommer inn i løsningen. Den brukes i konstruksjon av gjenstander som drives under forhold med høy luftfuktighet, så vel som lokalisert på oversvømmede områder.

• mykgjort. Et karakteristisk trekk ved produktet er tilstedeværelsen av myknere i den, som gir den nødvendige mobiliteten, reduserer vannabsorpsjon og varmebestandighet. Myknere legges når man slår blandingen, slik at de ser ut til å omslutte sementpartiklene, og hindrer adhesjonen. Resultatet er en mobil, praktisk å bruke komposisjon, som er mye brukt for bygging av kompleks i form av arkitektoniske strukturer.

• Oilwell. Det har evnen til å tampon, det vil si å beskytte brønnene mot virkningen av grunnvann. Det er mye brukt i olje- og gassindustrien, siden det ikke er avhengig av trykk og temperatur og holder på pålitelig søylene i brønnene, selv i de første trinnene av størkning. Det er en annen type sement - den lette Portland sement, som har "lette" tilsetningsstoffer.

• utvide. Slike blandinger kan ha en annen sammensetning, men de alle deler evnen til å øke i volum når blandingen løses. Dette skyldes det faktum at en kjemisk reaksjon starter mellom hoved- og tilleggskomponenter, noe som gir volumøkningen.

• Sulfatbestandig. Slike betong motstår virkningen av sulfat vann, noe som forårsaker utvikling av korrosjon. Frostresistent sement av merket M300.400 er som regel gjort sulfatbestandig, noen ganger M 500.

• Slac Portland Cement. I sammensetningen av produktet er det blastovnsslag, som står for det høye innholdet av metallpartikler i den. Blandingen brukes til å oppnå varmebestandig betong, samt i konstruksjon av gjenstander under bakken, vann, i høyden. Den har lav frostmotstand.

• Slag alkalisk Sammensetningen har høyere, sammenlignet med Portland sement, egenskaper. Den er motstandsdyktig mot aggressive medier, temperatur ekstremer, har høy frostmotstand og lav fuktighet absorpsjon. Slike evner oppnås på grunn av inkludering av grunnslagge og alkali, noen ganger leire.

• Hvit Portland Cement. Anvendelsesområdet for blandingen - etterbehandling og arkitektonisk arbeid, fungerer også som grunnlag for ikke-jernholdige sementer. Den snøhvit nyanse oppnås ved å lage produktet fra ren kalkstein og hvit leire, samt ved ytterligere avkjøling av klinkeren med vann.

• magnesiumbaserte - sammensetning basert på magnesiumoksid (oppvarmet til en temperatur på 800 ° C) og en 30% vandig løsning av magnesiumklorid. Takket være komponentene og egenskapene til produksjonsteknologien er det mulig å skaffe en solid, hvit masse som er lett å bearbeide (lettpolert, ikke påvirket av mugg, sopp).

• Farge Portland Cement også brukt til dekorative verk. Det viser seg ved å blande hvit modifikasjon og pigment. Sistnevnte kan være jernminium, oker, kromoksyd. Det viktigste er at pigmentene er lette og alkaliske resistente.

• ​​​​​​pozzolan. Blandingen inneholder farget Portland sement, gips og tilsetningsstoffer av vulkansk eller sedimentær opprinnelse. Den resulterende løsningen har høy motstand mot vann, det fryser ikke bare under forhold med høy luftfuktighet, men også under vann. Dette tillater bruk i organisering av hydrauliske konstruksjoner, lining bassenger og andre tanker for lagring av vann, overflater (inkludert tilbøyelig) i kontakt med sjø eller klorerte vann. Den frosne overflaten er preget av holdbarhet, kjemisk inertitet og mangel på utløp.
• aluminøst Sammensetningen er en hurtigherdende og holdbar sement basert på klinker og smeltet kalkstein. Den ferdige blandingen inneholder store mengder lavt basisk kalsiumaluminater.

Et annet trekk ved aluminiumoksyd er at den ikke blandes med andre sement og kalk, komposisjoner, selv i små mengder som inneholder alkali. Aluminiumsportlandssement er egnet for produksjon av syrebestandige betongløsninger, fylle syrebestandige bergarter (granitt, beshtaunita). Innstillingstiden er ca 8 dager.

Merket er definert som styrken til prøven når den testes for bøying og kompresjon. Portland sement og sand, tatt i forholdet 1: 3, brukes til fremstilling av prøven. En prøve på 4x4x16 cm i størrelse er laget av denne oppløsningen, som størkner i løpet av 28 dager, skjer herding under forhold med høy luftfuktighet. For å akselerere frysing tillatt å ty til teknikken for damping prøven.

De vanligste merkene i Portland sement i dag er M 400, 500, 600:

• M 400 - den mest etterspurte merkevaren av sement. Tekniske egenskaper (styrke, frostmotstand) er egnet for konstruksjon av de fleste gjenstander.

• M 500 - Sement, som har en noe stor sikkerhetsmargin, som gjør det mulig å bruke det i gjenoppbygging eller restaurering av anlegg etter en ulykke, som skal brukes til reparasjon av veier, bygging av militærtekniske anlegg, asbestsementstrukturer.

• M 600. Sammensetningen har økt styrke, noe som gjør det mulig å bruke den i konstruksjonen av kritiske armerte betongkonstruksjoner, konstruksjonsstrukturer.

• M 700 - Portland sement med maksimal styrke, brukt til betongblanding for konstruksjon av stressede konstruksjoner. Bruk av det i vanlig konstruksjon (for eksempel i privat husholdning) er irrasjonell på grunn av høye kostnader.

• M 900 - tung sement, som kun brukes til militære installasjoner, for eksempel for å skape bunkere.

Det er også "mellomliggende" sementmerke, for eksempel M 550 (i sine tekniske egenskaper ligger nær M500, men de er litt mer holdbare).

På grunn av mangfoldet av komposisjoner av Portland sement, passer den til nesten alle typer bygninger. Det viktigste er å korrekt identifisere den viktigste egenskapen til sement og velge riktig tilsetningsstoff. Noen av dem, når de brukes sammen, måler egenskapene til hverandre. Dette skjer for eksempel ved å legge til komponenter for å forbedre fuktmotstand og frostmotstand. Den første (økende fuktmotstanden) reduserer sammensetningens frostmotstand betydelig.

Det er viktig å vurdere formålet med materialet. Så, for bygging av monolitiske gjenstander og strukturer for sivil bruk (for eksempel broer, høyspenningslinjer), er Portland sement M400 ikke egnet. For å løse disse problemene, er det tillatt å bruke en blanding med merkestyrke på minst M 500.

Selv en sulfatbestandig rekke Portland sement, som har økt fuktmotstand, brukes kun i statisk temperert vann. I andre tilfeller (for eksempel for organisering av dammer, dammer og andre tekniske konstruksjoner) bruker spesielle typer sement.

Prefikset "Portland" indikerer tilstedeværelsen i blandingen av en stor mengde kalsiumsilikater, så det anbefales ikke for blokker og spesialkonstruksjoner.. Pozzolanic sement er ikke egnet for bruk under forhold med betydelig temperaturreduksjon.

For informasjon om hvordan Portland sement er oppnådd, se følgende video.